Принцип действия электрической установки и аппаратов защиты деревообрабатывающих станков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Электрическое оборудование деревообрабатывающего цеха относится к электротехнологическим установкам, в которых электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии с одновременным выполнением технологического процесса.

Развитию электротехнологии способствует развивающаяся энергетика, создание новых источников энергоснабжения, сооружение мощных линий электропередачи и др.

Совершенствование ее влечет за собой создание материалов, обладающих новыми свойствами: высокой прочностью, термостойкостью, устойчивостью к действию агрессивных сред и т.п.

Созданы принципиально новые устройства, разработаны качественно новые принципы конструирования и изготовления электронных микросхем.

Электротехнологические установки имеют результирующее действие на обрабатываемый материал: от электрического тока, от электрических и магнитных полей.

При комплексном воздействии на любое вещество можно получить много различных технологических операций.

К таким операциям относятся: изменение температуры, формы, структуры, состава, свойств вещества и т.д.

Целью данной работы является знакомство с электрооборудованием и электродвигателями, составляющими часть электроустановок (их устройством), назначением, а также мерами безопасности, безотказности, увеличения срока службы. В этом смысле имеет большое значение знание всех отказов при работе в различных частях электроустановки.

Задачи: Изучить принцип действия электрической установки и аппаратов защиты деревообрабатывающих станков.

- Произвести расчет и выбор компенсирующих устройств.

- Произвести анализ нормативных актов ПУЭ и правил электробезопасности.

- Изучить сферу применения деревообрабатывающих установок.

Электроустановки - это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования для производства, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Важнейшим условием правильной эксплуатации электроустановок является своевременное проведение планово- предупредительных ремонтов и периодических профилактических испытаний оборудования и сетей.

Электропривод -- это совокупность устройств, приводящих в движение производственные машины и установки при помощи электрических двигателей.

Электропривод состоит из одного или нескольких двигателей, передаточного механизма, необходимого для передачи движения от двигателя к рабочей машине (зубчатого редуктора, ременной передачи и т. п.), и устройства управления, служащего для пуска, остановки и регулирования привода.

В большинстве случаев работа электроприводов автоматизируется, начиная с относительно простых операций дистанционного пуска и остановки и кончая выполнением функций регулирования и управления сложными взаимосвязанными комплексами различных производственных механизмов.

Автоматическое управление электроприводами, составляющее основу автоматизированного производства, дает возможность увеличить производительность силовой установки.

В соответствии с основными направлениями экономического и социального развития РБ на 2006-- 2010 годы и на период до 2016 года выработка электроэнергии в 1990 г. Должна составить 1910--2000 млрд кВт * ч.

Для ускорения научно-технического прогресса большое значение имеет автоматизация производственных процессов, осуществляемая на базе электротехники и электроники. К 2007 г. предусматривается резко повысить уровень автоматизации производства (в среднем в 2 раза). В промышленности намечено ввести 5,1 тыс. автоматизированных систем управления технологическими процессами.

1. Внутрицеховые сети

Сети напряжением до 1 кВ служат для распределения электроэнергии внутри цехов промышленных предприятий, а также для питания некоторых ЭП, расположенных за пределами цеха на территории предприятии. Цеховые электрические сети напряжением до 1 кВ являются составной частью СЭС промышленного предприятия и осуществляют непосредственное питание большинства ЭП. Схема внутри цеховой сети определяется технологическим процессом производства, планировкой помещений цеха, взаимным расположением ТП, ЭП и вводов питания, расчётной мощностью, требованиями бесперебойности электроснабжения, технико- экономическими соображениями, условиями окружающей среды.

Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные.

Питающие отходят от источника питания (ТП) к распределительным шкафам (РШ), к распределительным шинопроводам или к отдельным крупным ЭП. В некоторых случаях питающая сеть выполняется по схеме БТМ (блок трансформатор - магистраль). В этом случае от трансформатора КТП отходит магистральный шинопровод (магистраль), предназначенный для передачи электроэнергии нескольким РШ или нескольким ЭП, присоединённым к магистрали в различных точках. Отдельные приёмники и РШ в этом случае присоединяются к магистрали с помощью ответвлений.

1.1 Распределительные внутрицеховые сети

Характерным примером радиальной схемы является. Здесь от секции 1 распределительного пункта РП-1 напряжением 6-10 кВ потребители НН через трансформатор получают питание отдельными линиями, отходящими от РУНН подстанции ТП1. Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой. Радиальные схемы нашли широкое применение в насосных и компрессорных станциях, на предприятиях нефтехимической промышленности, в литейных и других цехах. Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надёжности.

Достоинства радиальных схем является их высокая надёжность, так как авария на одной линии не влияет на работу ЭП, подключенных к другой линии. Недостатками радиальных схем являются: малая экономичность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещениях ЭП, вызванных изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.

Магистральные схемы целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок, распределённых относительно равномерно по площади цеха, а также для питания группы ЭП, принадлежащих одной линии. При магистральных схемах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные ЭП цеха.

Одной из разновидностей магистральных схем является схема БТМ. В этомслучае внутрицеховая сеть упрощается, так как цеховая КТП может быть выполнена без РУНН. Схемы БТМ широко применяются для питания цеховых сетей механических цехов машиностроительных предприятий с поточным производством. Для обеспечения универсальности сети необходимо питающую магистраль 1 рассчитать на передачу всей мощности трансформатора, распределительные шинопроводы 2 -на максимальную расчётную нагрузку электроприёмников, расположенных на обслуживаемых шинопроводом участка цеха.

Шинопроводом называется жесткий токопровод заводского изготовления напряжением до 1 кВ, поставляемый комплектными секциями. Согласно схемы БТМ следует проектировать с числом отходящих от КТП магистральных шинопроводов, не превышающим числа установленных на подстанциях трансформаторов. Магистральный шинопровод присоединяется непосредственно к выводам низкого напряжения трансформатора. Длинна магистральных шинопроводов при их номинальной нагрузке и не должна превышать: 220 м при номинальном токе 1600 А и 180 м при номинальном токе 2500 А. При питании от магистральных шинопроводов одновременно силовых и осветительных нагрузок указанная предельная длинна шинопроводов снижается примерно в 2 раза.

При магистральной схеме ЭП могут быть подключены в любой точке магистрали.

Троллейные линии предназначены для питания подъёмно-транспортных механизмов цеха.

Достоинствами магистральных схем являются: упрощёние РУНН трансформаторных подстанций, высокая гибкость сети, дающая возможность перестановок технологического оборудования без переделки сети, использование унифицированных элементов (шинопроводов), позволяющих вести монтаж индустриальными методами. Недостатком является их меньшая надёжность по сравнению с радиальными схемами, так как при аварии на магистрали все подключенные к ней ЭП теряют питание. (Однако введение в схему резервных перемычек между ближайшими магистралями значительно повышает надёжность магистральных схем.) Применение шинопроводов постоянного сечения приводит к некоторому перерасходу проводникового материала. На практике для электроснабжения цеховых ЭП радиальные или магистральные схемы редко встречаются в чистом виде. Наибольшее распространение имеют смешанные (комбинированные) схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем и пригодные для любой категории электроснабжения. Такие схемы применяются в прокатных и мартеновских цехах металлургической промышленности, в кузнечных, котельных и механосборочных цехах, на обогатительных фабриках и т.п. В смешанных схемах от главных питающих магистралей и их ответвлений электроприёмники питаются через распределительные шкафы РШ или шинопроводы ШРА в зависимости от расположения оборудования в цехе.

На участках с малой нагрузкой, где прокладка распределительных шинопроводов нецелесообразна, устанавливаются распределительные шкафы, присоединяемые к ближайшим шинопроводам (распределительным или магистральным). РШ устанавливаются вблизи места расположения ЭП при среднем радиусе отходящих от РШ линий 10-30 м.

В схеме распределительные шинопроводы ШРА и шкафы РШ получают питание от главной питающей магистрали (ШМА). Распределительные шинопроводы ШРА применяются в тех цехах, где возможны частые изменения технологического процесса и перестановки оборудования.

Пропускная способность резервной перемычки должна быть 30-40% мощности силового трансформатора. При нормальной схема электроснабжения цеховых потребителей резервные перемычки разомкнуты. Перемычки создают удобства при эксплуатации, облегчают проведение послеаварийных ремонтных работ, повышают надёжность внутрицеховых сетей и способствуют снижению потерь электроэнергии, так как в часы малых нагрузок можно питать все ЭП от одного трансформатора, отключив остальные.

На выбор схемы внутрицеховых электрических сетей оказывают большое влияние условия окружающей среды цеха. Они определяются температурой воздуха, влажностью, наличием агрессивных газов или пыли, возможностью возникновения взрыва или пожара. Наиболее эффективным средством защиты электроустановки от разрушающего действия химически активных, пожароопасных и взрывоопасных сред является территориальное удаление электрооборудования. Когда это выполнить невозможно, выбирают такие материалы проводников и изоляции, которые способны длительно противостоять разрушающему действию агрессивной среды. Как правило, для помещений с такими неблагоприятными средами применяют радиальные схемы питания ЭП, коммутационные аппараты которых располагают в отдельных помещениях с нормальной средой.

В цехах промышленных предприятий с пожароопасной средой предусматривают устройства противопожарной автоматики. В этом случае на выводе РШ (ШРА), куда подключены электродвигатели вентиляционных механизмов, устанавливают мощный магнитный пускатель. В цепь катушки пускателя последовательно включают размыкающий контакт датчика противопожарного устройства. Для сокращения зоны распространения огня в случае возникновения пожара в цехе этим контактом отключаются все вентиляционные установки.

1.2 Конструктивное выполнение внутрицеховых электрических сетей

Внутрицеховые электрические сети напряжением до 1 кВ различаются между собой по многим конструктивным признакам. Конструкции сетей зависят от материала проводников, способов изоляции, условия окружающей среды, от степени ответственности электроустановки, от расстояния источника питания до потребителя, от характера нагрузки (спокойная, ударная) и других факторов.

По способам изоляции сети напряжением до 1 кВ можно разделить на две большие группы: выполняемые из шин и неизолированных проводов и из изолированных проводов и кабелей. К сетям напряжением до 1 кВ, выполняемым неизолированными проводами, относятся ВЛ, которые на промышленных предприятиях имеют крайне ограниченное применение. Из неизолированных и изолированных шин выполняют шинопроводы. Электропроводки и КЛ относятся к сетям, выполненным из изолированных проводников.

Шинопроводы представляют собой комплектное электротехническое устройство для внутрицеховой электрической сети. Разновидностями магистральных шинопроводов являются открытые шинные магистрали из неизолированных шин, которые прокладываются на высоте 10-12 м по нижнему поясу ферм на изоляторах в цепях небольшой протяжённости. Открытые шинные магистрали достаточно дёшевы и надёжны. Стоимость их несколько увеличивается за счёт спусков и подъёмов питающих линий и ответвлений. Спуски и подъёмы выполняются изолированными проводами. Открытые шинные магистрали применяются в цехах, где по условиям влажности и пыльности среды невозможно применение комплектных магистральных шинопроводов типа ШМА, предназначенных только для помещений с нормальной средой. Но в связи с тем, что открытые шинные магистрали имеют большую индуктивность по сравнению с комплектными шинопроводами, а, следовательно, и большие потери напряжения, их не следует применять в мощных протяжных сетях. Комплектные шинопроводы изготовляют на заводах электротехнической промышленности. Состоят они из отдельных секций, соединяемые между собой сваркой, болтовыми зажимами или штепсельными разъёмами. Шинопроводы имеют высокую надёжность, длительный срок службы, удобны при монтаже и эксплуатации благодаря жёсткости конструкции шин и коробов, являются самонесущими. Наличие стандартных готовых секций позволяет создать универсальную сеть, к которой можно дополнительно подключать ЭП при изменении технологии производства.

Комплектные шинопроводы прменются только для внутренней электропроводки. При необходимости выхода шинопровода за пределы помещения, а также в условиях стесненности, сложных изгибов, в случаях пересечения трубопроводов, строительных конструкций и т.п. удобнее заменять секции магистрального шинопровода кабельными вставками марки АВВ на большие токи (более 1000 А).

Кабели марки АВВ по сравнению с кабелями других марок сечением 240 мм характеризуется повышенным удельным расходом проводникового материала.

Электропроводками называют сети постоянного и переменного тока напряжением до 1 кВ, выполняемые изолированными проводами и небронированными кабелями малых (до16 мм) сечений с резиновой и пластмассовой изоляцией жил с относящимися к ним креплениями и поддерживающими конструкциями. В цехах промышленных предприятий основным конструктивным видом электропроводок является прокладка в лотках, коробах, трубах и на тросах.

Скрытая электропроводка применяется в конструктивных элементах зданий, в стенах, полах и перекрытиях, в фундаментах оборудования и т.п. и может быть выполнена в трубах, в каналах, образованных в толще бетона, и закладываться в строительные элементы зданий или трубы.

Важным компонентом электропроводок является изоляция проводов, которая изготавливается из резины или полихлорвинилового пластиката.

Изолированные провода и кабели отличаются друг от друга исполнением защитных оболочек. Кабели в отличие от проводов имеют поверх изоляции жил герметичную оболочку (алюминиевую, свинцовую, поливинилхлоридную), предохраняющую изоляцию от неблагоприятного воздействия окружающей среды и служащую механической защитой кабелей.

Исходя из требований экономии меди, ПУЭ рекомендуют во всех случаях применять провода и кабели с алюминиевыми жилами, за исключением производств с взрывоопасной средой категории В-1 и В-1а, где применение проводников с медными жилами является обязательным. Кроме того, медные проводники применяются для механизмов, работающих в условиях постоянных вибраций, сотрясений, а также для передвижных электроустановок.

Если предусмотрена электропроводка в трубах, то во всех случаях, где это допустимо, следует вместо металлических труб применять пластмассовые трубы.

Металлические трубы следует использовать во взрывоопасных помещениях и в помещениях с коррозионной - активной средой.

Кабельные линии в сетях напряжением до 1 кВ

Кабель состоит из токоведущих медных или алюминиевых жил, имеющих изоляцию жил и поясную изоляцию. Внутренняя оболочка (поясная изоляция) служит для усиления изоляции жил. Для защиты от механических повреждений в конструкцию кабеля входит броня, поверх которой накладывается внешняя покровная оболочка - для металлической брони кабеля.

При сооружении внутрицеховых сетей применяются модульные сети. Они представляют собой прокладку проводов под потолком в трубах с разветвительными коробками, над которыми устанавливаются напольные колонки. Сеть называется модульной, так как ответвительные коробки для присоединения ЭП выполняются с заданным шагом (модулем) 1,5-6 м в зависимости от характера производства и габаритов технологического оборудования. Линии, отходящие от напольных колонок к ЭП, выполняются проводами или кабелями в трубах. Модульная магистраль рассчитана на максимальный ток 100 А.

Модульные сети применяются на предприятиях машиностроительной, приборостроительной, радиотехнической и других отраслей производства в тех случаях, когда возможна частичная перепланировка технологических агрегатов и предъявляются особые требования к стерильности и эстетике производства.

Применение модульной сети делает электротехническую часть производства независимой от размещения технологического оборудования.

1.3 Основное электрооборудование внутрицеховых сетей

Кроме шинопроводов в качестве основного электрооборудования для внутрицеховых сетей напряжением до 1 кВ применяются: панели распределительные, силовые распределительные шкафы, распределительные пункты, ящики с рубильниками и предохранителями, ящики с блоками выключатель - предохранитель, щитки освещения, плавкие предохранители, магнитные пускатели, контакторы, автоматические выключатели и др.

Щиты, вводные устройства, шкафы, панели, щитки и другие распределительные устройства современных конструкций - это законченные комплектные устройства для приёма и распределения электроэнергии, управления и защиты ЭУ от перегрузок и коротких замыканий. В них смонтированы коммутационные и защитные аппараты, измерительные приборы, аппаратура автоматики и вспомогательные устройства.

Для комплектования распределительных устройств (щитов низкого напряжения цеховых ТП) применяются распределительные панели одностороннего обслуживания типа ЩО-70М. Их целесообразно применять на ТП, встроенных в производственные помещения предприятия, с трансформаторами мощностью до 630 кВА.

На крупных и ответственных ТП с трансформаторами мощностью 1000 кВА и более при установке сложных коммутационных аппаратов, требующих обслуживания с задней стороны, применяются панели двухстороннего обслуживания.

Применяются также распределительные пункты серии ПР24 с автоматическими

выключателями А3700 взамен распределительных пунктов, ПР9000, в которые встраивались снятые с производства автоматические выключатели А3100.

Осветительные групповые щитки типов ЯОУ-8501, ЯОУ-8504 предназначены для распределения электроэнергии, защиты от перегрузок и токов короткого замыкания осветительных сетей. Они применяются в трёхфазных сетях переменного тока напряжением 380/220 В с глухозаземлённой нейтралью и могут служить для нечастых (до шести в час) оперативных включений и отключений электрических цепей.

Для защиты внутрицеховых электрических сетей от токов КЗ служат плавкие предохранители.

В зависимости от номинального тока в предохранителях может быть один, два, четыре патрона (ПК1, ПК2, ПК4). Они являются простейшими аппаратами токовой защиты, действие которых основано на перегорании плавкой вставки. Предохранитель включается последовательно в фазу защищаемой цепи. Наименьший ток, при котором плавкая вставка предохранителя ещё не перегорает при длительной работе, называется током неплавления

Этот ток по значению должен быть, возможно, ближе к номинальному току , на который маркируется плавкая вставка. Отношение I /I должно быть несколько больше единицы. Зависимость времени перегорания плавкой вставки (времени срабатывания предохранителя) от тока цепи называется защитной или время-токовой характеристикой предохранителя. Предохранители являются токоограничивающими аппаратами, так как в них обеспечивается деионазация околодугового пространства, а, следовательно, и отключение цепи настолько быстро, что при больших кратностях тока в предохранителе ток не успевает достигнуть своего предельного значения.

Номинальным током плавкой вставки называют ток, который может длительно проходить через неё, не вызывая расплавления металла вставки или сильного нагрева. Время перегорания плавкой вставки при заданных значения тока определяется по защитным характеристикам.

Для управления работой электродвигателей станков, вентиляторов, кранов и других ЭП служат контакторы и магнитные пускатели.

Контактором называется аппарат, приводимый в действие электромагнитом, включение и отключение которого можно осуществлять дистанционно с помощью кнопок управления. Вместе с другими электрическими аппаратами контакторы служат для пуска, ускорения, изменения направления вращения и остановки ЭП при ручном и автоматическом управлении. Контакторы применяются для коммутации силовых цепей электродвигателей мощностью 100кВт и выше. Для более мелких ЭП применяют магнитные пускатели. В цепях переменного тока в основном используется трёхполюсные контакторы серий КТ, КТВ, а в цепях постоянного тока - одно - и двухполюсные контакторы серии КП, КПВ.

Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором мощностью до 100 кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя (нереверсивные пускатели); для пуска, останова и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели). В исполнении с тепловым реле пускатели защищают управляемые электродвигатели от перегрузок.

Магнитный пускатель представляет собой трёхполюсной контактор переменного тока прямоходовой магнитной системой, в которой дополнительно встроены два тепловых реле защиты, включенных последовательно в две фазы главной цепи электродвигателя.

Защита электродвигателей от перегрузки и от обрыва одной фазы осуществляется с помощью тепловых реле типа РТЛ, присоединяемых к пускателю перемычками.

Автоматические воздушные выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при анормальных режимах (КЗ и перегрузках), для редких оперативных переключений (три-пять в час) при нормальных режимах, а также для защиты электрических цепей при недопустимых снижениях напряжения. По сравнению с предохранителями автоматические выключатели обладают рядом преимуществ: после срабатывания автоматический выключатель снова готов к работе, в то время как в предохранителе требуется замена калибровочной плавкой вставки, увеличивающая время простоя ЭП; более точные защитные характеристики; совмещение функций коммутации электрических цепей и их защиты; наличие у некоторых автоматических выключателей независимых расцепителей, позволяющих осуществлять дистанционное отключение электрической цепи и др.

В отличие от предохранителей в автоматических выключателях не применяется какой-либо специальной среды для гашения дуги. Дуга гасится в воздухе, поэтому автоматические выключатели называются воздушными. По числу полюсов автоматические выключатели бывают одно-, двух- и трёхполюсные, изготавливаются на токи до 6000 А при напряжении переменного тока до 660 В и постоянного тока до 1 кВ. Отключающая способность их достигает 200-300 кА. По времени срабатывания () различают: нормальные автоматические выключатели с с; селективные с регулируемой выдержкой времени до 1 с; быстродействующие с с.

Наименьший ток, вызывающий отключение автоматического выключателя, называют током трогания или током срабатывания, а настройку расцепителя автоматического выключателя на заданный ток срабатывания - уставкой тока срабатывания.

Автоматический выключатель имеет следующие основные элементы: контакты с дугогасительной системой; привод; механизм свободного расцепления; расцепители; вспомогательные контакты.

Основными элементами автоматических выключателей, выполняющими его защитные функции при анормальных режимах в цепи, являются расцепители, при срабатывании которых автоматический выключатель отключается мгновенно или с выдержкой времени. Автоматический выключатель может иметь один или несколько расцепителей.

По принципу действия расцепители разделяются на электромагнитные и термобиметаллические (тепловые). Существуют расцепители максимального тока, которые срабатывают при токе, большем уставки тока срабатывания; расцепители минимального напряжения, которые срабатывают, когда напряжение на катушке становится меньше заданного, и расцепители независимые, которые срабатывают без выдержки времени, когда на их катушку подано напряжение.

Для защиты от коротких замыканий применяют электромагнитные расцепители мгновенного действия или с выдержкой времени, обеспечивающей избирательность действия. Одновременная защита сети от КЗ и перегрузки осуществляется за счёт применения комбинированных расцепителей, состоящих из двух элементов - для защиты от КЗ и от перегрузок.

Как правило, автоматические выключатели имеют встроенные в них расцепители.

Первые два вида расцепителей максимального тока устанавливаются во всех фазах автоматического выключателя, остальные - по одному на выключатель.

В настоящее время в цеховых электрических сетях напряжением до 1 кВ применяются автоматические выключатели различных конструкций: типов А3700, АВМ, АЕ-20, <<Электрон>> и др. Автоматические выключатели серии А3700 включают типы А3710, А3720, А3730, А3740 на номинальные токи соответственно 160, 250, 400 и 630 А.

2. Расчет и выбор компенсирующего устройства и расчета

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

- расчетную реактивную мощность КУ;

- тип компенсирующего устройства;

- напряжение КУ.

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения

P_м

Где Q_к.р- расчетная мощность КУ,квар;

Б - коэффицент, учитывающий повышение естественным способом, принимается б = 0,9;

- коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения _к = 0,92…0,95.

Задавшись _к из этого промежутка, определяют _к

Значение Р_м, выбираются по результату расчета нагрузок из «Свободной ведомости нагрузок».

Задавшись типом КУ, зная Q_к.р и напряжение, выбирают стандартную компенсирующую установку, близкую по мощности.

Применяются комплектные конденсаторные установку(ККУ) или конденсаторы, предназначенные для этой цели.

Структура условного обозначения компенсирующих устройств УКН - 0,38 - 75 У З

У - установка

К - конденсаторная

Н - напряжение (регулируемый параметр)

Т - ток, буква отсутствует не регулируется

0,38 - номинальное напряжение, кВ

75 - мощность, квар.

У - умеренный климат (климатическое исполнение)

З - для внутренней установки

КМ - 0,38 - 75 УЗ

К - конденсатор

М - масло(наполнитель)

С - синтетика(наполнитель)

0,38 - номинальное напряжение

75 - номинальная реактивная мощность, квар.

У - умеренный климат (климатическое исполнение)

З - в закрытых помещениях с естественной вентиляцией (категория размещения)

Требуется:

- рассчитать и выбрать КУ;

- выбрать трансформатор с учетом КУ;

- сравнить с трансформатором без учета КУ.

Решение:

Определяется расчетная мощность КУ

Q_к.р = бР_м(tgб - ) = 0,9·393,6·(0,63 - 0,33) = 106,3 квар.

Принимается = 0,95, тогда = 0,33.

По [14, с.127] выбирается 2 Ч УК 2-0,38-50 со ступенчатым регулированием по 25 квар, по одной на секцию.

Определяются фактическое значения и после компенсации реактивной мощности:

 = - = 0,63 - = 0,35; = 0,94

Результаты расчетов заносятся в «Сводную ведомость нагрузок»

Определяются расчетная мощность трансформатора с учетом потерь:

S_p = 0,7S_вн = 0,7 · 429,2 = 305, кВ·A;

;

=

По [14, с.110] выбирается трансформатор типа ТМ 400 - 10/0,,4;

= 5,6 мОм;

= 14,9 мОм;

= 15,9 мОм;

= 195 мОм;

Определяется

Выбрано 2 Ч УК 2-0,38-50:

Трансформаторы 2 Ч ТМ 400-10/0,4; для КТП - 2 Ч400-10/0,4.

К₃ = 0,51.

3. Техническое обслуживание при эксплуатации

Эксплуатация включает в себя техническое обслуживание, ремонт, использование и хранение электроустановок. Техническое обслуживание представляет совокупность организационных и технических мероприятий, проводимых в межремонтный период, направленных на поддержание надёжности и готовности использующихся и хранящихся в резерве электроустановок.

В соответствии с Правилами технической эксплуатации в системе планово-предупредительных ремонтов электрооборудования (ППРЭО) предусматривают два вида ремонтов: текущий и капитальный.

Текущий ремонт. Проводится с периодичностью (установленной главным энергетиком) для всех электродвигателей, находящихся в эксплуатации. В типовой объем работ при текущем ремонте входят следующие виды работ: наружный осмотр электродвигателя, промывка и замена смазки в подшипниках и при необходимости замена подшипников качения, проверка и ремонт вентиляторов и чистка вентиляционных устройств и каналов, чистка и продувка сжатым воздухом обмоток, контактных колец, коллекторов щеточного аппарата, проверка состояния крепления лобовых обмоток, шлифования контактных колец и коллекторов, регулировка щеточного аппарата, протирка и замена щеток, продороживание коллекторов, проверка и затяжка всех резьбовых крепежных соединений, проверка защитного соединения, проведение профилактических испытаний.

Капитальный ремонт. Проводят в условиях электроремонтного цеха (ЭРЦ) или специализированного ремонтного предприятия (СРП). В объем капитального ремонта входят работы, предусмотренные текущим ремонтом. Он включает в себя также следующие виды работ: полную разборку электродвигателя, проверку всех узлов и деталей и их дефиктация, ремонт станин и подшипников щитов, магнитопроводов ротора и статора, валов, вентиляторов, роторов, коллекторов, устранения местных дефектов изоляции обмоток и соединений, проведение послеремонтных испытаний.

Переодичность капитальных ремонтов электродвигателей Правилами технической эксплуатации не устанавливается. Она определяется лицом, ответственным за электрохозяйство предприятия на основании оценок общей продолжительности работы электродвигателей и местных условий их эксплуатации.

После транспортировки для монтажа электродвигателей на фундаментах производят следующие дополнительные работы: выверка положения электродвигателя, центровка и сносность валов электродвигателя и агрегата, крепление, подливка оснований. Частичная замена обмоток целесообразна в случае повреждения нескольких однослойных катушек или стержневых обмоток (частичная замена двухслойных обмоток статора нецелесообразна, так как при этом повреждается изоляция исправных катушек).

Провода, снятые с поврежденных электродвигателей в период ремонта, используют повторно. В этом случае необходимо восстановить электрические и механические параметры обмоток до их первоначальных значений. Для очистки проводов от их старой изоляции применяют отжиг в печах, а механическое отделение остатков изоляции от проводов - волочением через деревянные или текстолитовые клицы. После рихтовки провода обматывают новой изоляцией на станках.

3.1 Обслуживание и ремонт защищенных изоляцией проводов SAX ВЛЗ напряжением 6... 10 к В

Конструкции защищенных изоляцией проводов SAX. Фазные провода SAX изготовляют из термоупроченного алюминиевого сплава. Они имеют изолирующее покрытие из атмосферостойкого светостабилизированного полиэтилена с поперечными молекулярными связями и включением газовой сажи для обеспечения длительного срока эксплуатации.

Примечания:

1. Длительно допустимая температура нагрева провода SAX составляет +80°С.

2. Максимально допустимая температура нагрева провода SAX при коротком замыкании составляет +200°С;

3. Маркировка провода выполнена несмываемой краской по всей длине с интервалом 200 мм; указан тип, завод-изготовитель, марка и сечение, год изготовления, например, «PAS-NOKIA-SAX 120-1994».

Эти провода подвешивают на опорах на изоляторах с использованием комплекта специальной арматуры. Провода изготовляют сечением от 35 до 240 мм². Изоляция ВЛЗ напряжением 6... 10 кВ SAX, соответствующая номинальному напряжению линии, обеспечивается изоляторами на опорах. Поэтому при эксплуатации ВЛЗ напряжением 6... 10 кВ SAX для обеспечения безопасности населения и животных проводятся организационные и технические мероприятия, как и для линий с неизолированными проводами, т.е. на неотключенной ВЛЗ провода считаются находящимися под напряжением.

Изолирующее покрытие провода SAX толщиной 2,3 мм:

обеспечивает возможность размещения проводов на сближенных по сравнению с неизолированным проводами расстояниях;

исключает междуфазные короткие замыкания при схлестывании проводов, набросах, падении на ВЛЗ деревьев и ветвей;

существенно снижает вероятность однофазных замыканий на землю;

позволяет уменьшить ширину просек при прокладке трассы ВЛЗ.

Провода SAX не распространяют горение.

Изоляторы для проводов SAX. Для проводов SAX используются отечественные изоляторы на напряжение 6... 10 кВ, а также зарубежные изоляторы SDI 30, SDI 37 и стержневые изоляторы SDI 50. Изолятор SDI 37 имеет в своей верхней части круглый желоб, закрываемый крышкой. Сверху в желоб вставляют провод.

Этот изолятор можно использовать как монтажный ролик для раскатки провода при монтаже или ремонте. Его конструкция прочно удерживает провод на изоляторе.

Линейная арматура. Для проводов SAX применяют отечественную линейную арматуру, а также финские конструкции и отечественную траверсу для траверс со штыревыми изоляторами применяют финские конструкции штырей SOT 24

Для соединений проводов применяют соединительные автоматические цанговые зажимы.

Для крепления провода к штыревому изолятору применяют специальную вязку.

Ремонт проводов SAX. Подготовка проводов к соединению производится в такой последовательности: концы проводов состыковывают, определяют и отмечают на них длину участка провода, предназначенного для ввода в зажим и с которого необходимо удалить изолирующее покрытие; снимают изоляцию с этих участков с помощью специального ножа, капронового шнура или монтерского ножа, при этом необходимо соблюдать осторожность и не допускать повреждения металлического провода; оголенные участки проводов покрывают нейтральной смазкой и обрабатывают стальной щеткой.

Установка прессуемого зажима производится в такой последовательности:

один конец провода заводят в зажим до упора и опрессовывают, начиная от центра к краю зажима (количество опрессований, номер матрицы задаются спецификацией);

если зажим не имеет изолирующего покрытия, то на второй провод надевают изолирующую термоусаживаемую оболочку (муфту), конец провода заводят в зажим до упора и опрессовывают;

неизолированные части провода и зажим закрывают термоусаживаемой оболочкой, последнюю нагревают паяльной лампой, начиная от середины соединения;

если зажим имеет изолирующее покрытие, то при соединении проводов опрессование выполняют непосредственно по покрытию в соответствии со специальными рекомендациями, указанными в спецификации к зажиму.

Автоматический соединительный зажим устанавливают в следующем порядке:

после подготовки концов проводов к соединению один из них вставляют в автоматический зажим до упора, а затем рывком вытягивают в обратную сторону;

на конец другого провода надевают термоусаживаемую манжету и другой конец провода вставляют в зажим до упора, а затем рывком вытягивают его в обратную сторону;

надевают пластмассовую оболочку на зажим и, если это термоусаживаемая оболочка, прогревают ее паяльной лампой или ацетиленовой горелкой.

Крепление проводов на промежуточных опорах со штыревыми изоляторами. На штыревых изоляторах типа SDI37 провода в желобе крепят с помощью двух спиральных вязок: первая спираль охватывает изолятор и провод с одной стороны, вторая -- изолятор и провод с другой стороны (анкерное крепление).

Для промежуточного крепления провода к шейке изолятора используют одну вязку. Анкерное крепление в этом случае обеспечивается наложением второй спирали таким образом, чтобы ее витки занимали свободное пространство между витками первой спирали.

Промежуточное крепление провода SAX на головке штыревого изолятора выполняют с помощью одной спирали.

Для этого используют спираль с подмоткой по середине спиральной вязки.

Ремонт поврежденного изолирующего покрытия провода SAX производится на отключенной линии либо под напряжением с изолирующего устройства.

На поврежденный участок накладывают два слоя специальной клейкой изолирующей ленты.

Замена поврежденного участка провода SAX в пролете. Работу выполняют на отключенной линии с использованием телевышки или гидроподъемника.

При ремонте выполняют следующие операции: определяют длину поврежденного провода, заготавливают новый кусок провода длиной, равной заменяемому (сечение и маркировка нового и заменяемого участка провода должны быть одинаковыми);

на фазном проводе с обеих сторон от поврежденного участка устанавливают монтажные зажимы, к которым крепят крюки ручной лебедки;

провод затягивают для обеспечения монтажа нового участка взамен поврежденного (монтажные зажимы крепят на расстоянии 10... 15 см от концов поврежденного участка);

удаляют изоляционное покрытие с концов остающегося на линии фазного провода и с концов нового участка (длина концов проводов, с которых удаляется покрытие, должна соответствовать глубине погружения провода в прессуемый или автоматический зажим);

зачищают под смазкой концы соединяемых проводов, опрессовывают зажимы ТК или ХААМЕ или устанавливают автоматический зажим типа ХААМЕ на первом из мест соединения;

на зажим ТК или ХААМЕ надевают термоусаживаемую муфту, на другой конец провода вставки надевают другую муфту;

зачищают под смазкой концы второй стороны вставки, опрессовывают зажим или устанавливают автоматический зажим, после чего на него сдвигают термоусаживаемую муфту;

с помощью горелки с открытым пламенем нагревают термоусаживаемые муфты, надвинутые на оба соединителя (после прогрева муфты обеспечивают изолирующее покрытие соединителей, а муфта охлаждается естественным путем).

При использовании для соединения проводов соединителей типа ХААМЕ термоусаживаемые муфты не применяют. Участки провода, оставшиеся после опрессования зажимов ХААМЕ незащищенными изолирующим покрытием, заклеивают изолирующей лентой в два слоя.

Общий вид ВЛЗ напряжением 6... 10 кВ приведен на (двухцепная угловая опора) и (промежуточные опоры).

4. Техническая документация

Сведения об изменениях в схемах должны доводиться до всех работников (с записью в оперативном журнале), для которых обязательно знание этих схем.

Комплект необходимых схем электроснабжения должен находиться у лица, ответственного за электрохозяйство, на его рабочем месте.

Комплект оперативных схем электроустановок данного цеха, участка и связанных с ними электрически других цехов, участков должен храниться у дежурного по цеху, участку.

Основные схемы вывешиваются на видном месте в помещении.

На всех рабочих местах должны быть необходимые эксплуатационные инструкции, составленные в соответствии с требованиями настоящих Правил на основе заводских и проектных данных, типовых инструкций и директивных материалов, опыта эксплуатации и результатов испытаний электрооборудования, а также с учетом местных условий. Инструкции подписывает лицо, ответственное за электрохозяйство, и утверждает главный инженер предприятия (организации).

У потребителей, имеющих особые условия производства или электроустановки, эксплуатация которых не предусмотрена настоящими Правилами, должны быть разработаны эксплуатационные инструкции для электротехнического персонала, обслуживающего эти электроустановки, с учетом характера производства, особенностей оборудования, технологии и т. п., утвержденные главным инженером предприятия (организации).

В должностных инструкциях по каждому рабочему месту должны быть указаны:

а) перечень инструкций по обслуживанию оборудования и директивных материалов, схем и устройств электрооборудования, знание которых обязательно для лица, занимающего данную должность;

б) права, обязанности и ответственность персонала;

в) взаимоотношения с вышестоящим, подчиненным и другими связанным по работе персоналом.

В случае изменения состояния или условий эксплуатации электрооборудования в инструкции вносятся соответствующие дополнения, о чем сообщается работникам, для которых обязательно знание этих инструкций, с записью в оперативном журнале.

Инструкции пересматриваются не реже 1 раза в 3 года.

На каждом производственном участке, в цехе должен быть комплект необходимых инструкций по утвержденному перечню; полный комплект инструкций должен находиться у энергетика (старшего электрика) - лица, ответственного за электрохозяйство цеха, участка и необходимый комплект - у соответствующего персонала на рабочем месте.

На подстанциях, в РУ или в помещениях, отведенных для обслуживающего электроустановки персонала (или на рабочем месте лица, ответственного за электрохозяйство), должна находиться следующая оперативная документация:

а) оперативная схема или схема-макет;

б) оперативный журнал;

в) бланки нарядов-допусков на производство работ в электроустановках;

д) журнал или картотека дефектов и неполадок на электрооборудовании;

г) бланки переключений;

е) ведомости показаний контрольно-измерительных приборов и электросчетчиков;

ж) журналы проверки знаний персонала;

з) журнал учета производственного инструктажа; и) журнал учета противоаварийных тренировок;

к) списки: лиц, имеющих право единоличного осмотра электроустановок; лиц, имеющих право отдавать оперативные распоряжения и др.; ответственных дежурных вышестоящей энергоснабжающей организации.

Оперативную документацию периодически (в установленные на предприятии сроки, но не реже 1 раза в месяц) должен просматривать вышестоящий электротехнический или административно-технический персонал, который обязан принимать меры к устранению дефектов и нарушений в работе электрооборудования.

5. Техника безопасности в электроустановках

Промышленные электроустановки, а также электроустановки жилых, общественных и других зданий гражданского назначения напряжением до 1 кВ выполняются с глухозаземленной нейтралью. Как видно из таких электроустановках замыкание на корпус при повреждении изоляции является коротким замыканием фазы (цепь тока КЗ показана стрелками). При этом должно произойти перегорание предохранителя в фазе с поврежденной изоляцией, отключение электроприемника (в данном случае светильника) от источника тока и, следовательно, снятие напряжения с его корпуса.

Для обеспечения быстрого автоматического отключения участка сети, на котором в результате нарушения изоляции произошло однофазное КЗ, фазные и нулевые защитные проводники должны быть рассчитаны так, чтобы значение однофазного тока КЗ было не меньше: 3-кратного номинального тока плавкой вставки ближайших к месту повреждения изоляции плавких предохранителей; 3-кратного номинального тока регулируемого расцепителя автоматического выключения, имеющего обратно зависимую характеристику; 1,4-кратного тока установки электромагнитного расцепителя (отсечки) автоматического выклюючателя с номинальным током до 100 А; 1,25-кратного тока установки автоматического выключателя с номинальным током более 100 А.

Если при нарушениях изоляции безопасность не может быть обеспечена системой заземления или зануления, рекомендуется применять в качестве основной или дополнительной меры защиты защитное отключение.

В электроустановках напряжением до 1 кВ на торфяных разработках, в шахтах, на передвижных и других электроустановках с повышенными требованиями к безопасности применяют электрические сети с изолированной нейтралью.

В таких электроустановках в качестве защитной меры должно применяться заземление всех нетоковедущих элементов, которые могут оказаться под напряжением при повреждениях изоляции, или защитное отключение. Кроме го: о, такая трехфазная сеть с изолированной нейтралью или однофазная сеть с изолированным выводом, связанная с сетью напряжением выше 1 кВ через грансформатор, должна иметь защиту от опасности проникновения в нее напряжения выше 1 кВ при повреждении изоляции между обмотками высшего и наивысшего напряжений питающего трансформатора. Эта защита осуществляется пробивным предохранителем, включаемым между нейтралью и заземлением или фазой и заземлением на стороне низшего напряжения у каждого понижающего трансформатора.

В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтра-1-ю в качестве меры безопасности должно быть выполнено заземление и приняты меры выравнивания потенциалов, применены устройства контроля состояния изоляции, обеспечивающие возможность быстрого отыскания замыканий на землю (защита от замыканий на землю с действием на сигнал). В установках с повышенными требованиями к безопасности (передвижные электроустановки, установки на торфяных разработках, в шахтах) должна применяться защита от замыканий на землю с действием на отключение выключателя элементов сети с поврежденной изоляцией.

Если в электроустановках напряжением до 1 кВ в качестве защитной меры применяются разделяющие трансформаторы с вторичным напряжением не более 380 В или трансформаторы, понижающие напряжение до безопасного (не более 42 В), то заземление вторичной обмотки разделяющего трансформатора не допускается; корпус трансформатора должен быть заземлен или занулен; от одного разделяющего трансформатора должен питаться только один электроприемник с номинальным током плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя на первичной стороне не более 15 А.

В качестве разделяющих трансформаторов могут быть использованы понижающие трансформаторы со вторичным напряжением 42 В и ниже повышенной надежности при условии, что от каждого трансформатора питается не более одного электроприемника с номинальным током плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя на первичной стороне не более 15 А.

У понижающих трансформаторов, не являющихся разделяющими, должен быть заземлен или занулен корпус, а также один из фазных выводов или нейтраль (средняя точка) вторичной обмотки.

Если по каким-либо причинам невозможно выполнить заземление, зануление или применить защитное отключение, допускается осуществлять обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок при условии исклюючения возможности одновременного прикосновения к электрическим и другим частям оборудования или к частям здания, а прикосновение к незаземленным (незануленным) частям, представляющее опасность, возможно только с изолирующих площадок.

В электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью и во всех установках выше 1 кВ заземление и выравнивание потенциалов должно обеспечивать безопасное значение напряжения прикосновения Uприк и напряжения шага Uшаг и снижение тока, проходящего через тело человека, до безопасного значения. Для этого сопротивление заземления R3, включенного в цепь тока замыкания на землю параллельно телу человека,должно быть мало по сравнению с сопротивлением тела человека Rч.

Заключение

электрический сеть напряжение

В ходе выполнения работы были приведены обслуживание и ремонт защищенных изоляцией проводов SAX ВЛЗ напряжением 6... 10 к В Обслуживание и ремонт опор воздушных линий.

Были описаны основные неисправности и меры их устранения во время ремонтных работ.

Приведены описания устройств электродвигателей, необходимые технические мероприятия, необходимая документация, которая должна находиться на предприятии, для допуска в работу электроустановок.

Литература

1. Общая электротехника с основами электроники. Минск 1990 Л.В. Усс.

2. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. - Москва 2000г. Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин.

3. Основы электропривода. Минск. 1994 Уманец В.В.

4. Справочник электромонтера. Вышэйшая школа. Минск.1998

5. ПТЭ и ПТБ электроустановок

6. ПУЭ Минск 2006г.

7. Электродвигатели и мы. Журнал (подписка). Москва 2005

8. Обслуживание электрических подстанций О.В. Белецкий, С.И. Лезнов, А.А. Филатов

9. Электроснабжение промышленных предприятий и установок Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова

10. Электроснабжение промышленных предприятий Б.А. Князевский, Б.Ю. Липкин.

11. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин.

12. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий А.А. Фёдоров, В.В. Каменева, Е.А. Конюхова

13. Устройство, монтаж и эксплуатация тяговых подстанций Б.Е. Геронимус, В.Г. Гурвич, В.В. Мазов

14. Расчет и проектирование схем электроснабжения. М. форум, инфра, 2007 - 214с.

Размещено на Allbest.ru

...